JPH06508013A - 3D scanning system - Google Patents
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。 (57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】 三次元スキャニングシステム 本発明は、三次元+3−Dlスキャナに関し、特に、二つの回転ミラーと第三の オバーヘッドミラーと連動するカメラに関連する線走査校正装置に関する。[Detailed description of the invention] 3D scanning system The present invention relates to a three-dimensional +3-Dl scanner, and particularly to a three-dimensional +3-Dl scanner, which has two rotating mirrors and a third rotating mirror. The present invention relates to a line scanning calibration device related to a camera that is linked to an overhead mirror.
発明の背景 従来技術の3−Dラインスキャナは、多重アクセスミラーと複数のカメラを必要 とした。スキャナは、プリント基板の集積回路その他の小型部品を調べるのに使 用されている。従来技術では、走査機構を構成するためには、二つのカメラと多 数のミラーが必要とされる。従来技術の走査アルゴリズムでは、二つのミラーを 必要とする三角測量を使用している。複数のカメラを使用する従来技術による手 法はコスト及び複雑さを増している。Background of the invention Prior art 3-D line scanners require multiple access mirrors and multiple cameras And so. Scanners are used to examine integrated circuits and other small components on printed circuit boards. It is used. In the conventional technology, two cameras and multiple cameras are required to configure the scanning mechanism. number of mirrors are required. Prior art scanning algorithms use two mirrors. It uses the triangulation it requires. Conventional techniques using multiple cameras Laws are increasing in cost and complexity.
従来技術による走査装置は、スキャニング動作の校正に、′ゴールデフ部”を利 用してきた。ゴールデフ部は、ある一つの座標系に、例えば、x、y及び2座櫟 を使用した直交座標系で正確に図示された部分である。ゴールデフ部は、スキャ ナを使用して検査する部分の極めて正確なイメージを提供する。ゴールデフ部を 作成することは、一般にコストがかかり、ある場合には、極めて困難である。各 固有部品には固有のゴールデフ部が作成される。ときには1インチの1子方分の 1より小さいほど厳しい許容度を有すゴールデフ部を提供する必要に伴うコスト と難しさがある。この程度の精度が作成する多異なったゴールデフ部に必要とさ れる。Conventional scanning devices utilize a 'gold differential' to calibrate the scanning operation. I've been using it. For example, the gold-defining part has x, y, and two coordinates in one coordinate system. The part is precisely illustrated in a Cartesian coordinate system using . The gold defence, scan provides a highly accurate image of the area being inspected using gold def club They are generally expensive and in some cases extremely difficult to create. each A unique goal differential part is created for the unique part. sometimes one inch of The cost associated with the need to provide a gold differential section with tighter tolerances smaller than 1. There is a difficulty. This level of precision is required for the many different goal differentials created. It will be done.
ゴールデフ部は、従来技術のスキャナにより走査され、′トレインドイメージ” を形成するのに使用される。トレインドイメージは、従来技術のスキャナを校正 するために検査される部品のイメージと突き合わすの使用される。従来の方法で は、ゴールデフ部は、検査される部品より少なくとも10倍はどの精度を必要と する。本発明の動機は、部品スキャニング装置により検査される各々、全ての部 品の”ゴールデン”部を構成する必要性を除去することであった。The gold differential area is scanned by a conventional scanner and a 'trended image' is created. used to form. Trained Image calibrates conventional scanners It is used to match the image of the part being inspected. in the traditional way The gold differential part requires at least 10 times more precision than the part being inspected. do. The motive of the present invention is that each and every part inspected by a part scanning device This was to eliminate the need to constitute a "golden" part of the product.
発明の要約 本発明は、二つのミラーよりなる組を通して光学入力を受ける車軸カメラを用い て三次元部品を検査する方法を提供する。第三のミラーが部品の上面図を提供す る。これらのミラーは、精度よく回転可能で、オペレータは、ミラーの正確な位 置を認識している。これらのミラーは、新規の三角測量技術を使用した本発明の 方法により校正される。校正法は、第一に、二つの回転可能なミラーの位置とカ メラの位置を確認することから始まる。精度のよい自動焦点機構が組み込まれ、 焦点対距離の情報のフィードバックがシステムのコントローラになされるように なっている。校正期間中は、レディクルマスクといった正確に画定したオブジェ クトが、システムパラメタ上で不変の寸法データを得るのに使用される。Summary of the invention The present invention uses an axle camera that receives optical input through a set of two mirrors. The present invention provides a method for inspecting three-dimensional parts. A third mirror provides a top view of the part. Ru. These mirrors are precision rotatable, allowing the operator to determine the exact position of the mirror. I am aware of the location. These mirrors are designed using novel triangulation techniques. Calibrated by method. The calibration method first consists of the position and rotation of two rotatable mirrors. Start by checking the location of the camera. Equipped with a highly accurate autofocus mechanism, Focus vs. distance information is now fed back to the system's controller. It has become. During the calibration period, a precisely defined object, such as a redicle mask, is used to obtain constant dimensional data on system parameters.
レディクルマスクは、それを特徴付ける寸法が正確にわかっている正確なパター ンである。校正法は、第−及び第二ミラーを通過してレティクルへ向かうカメラ からの光線を完全に記述する状態方程式の作成に進む。光線は、予め設定された 相対距離で自動焦点機構により焦点合わせがなされるとする。本発明の校正法は 、次に、状態方程式の第二の組をもたらす第三のオバーヘッドミラーを導入する 。The Redicle Mask is a precise putter whose defining dimensions are precisely known. It is. The calibration method uses the camera passing through the first and second mirrors to the reticle. Proceed to create an equation of state that completely describes the ray from . The rays are preset It is assumed that focusing is performed by an automatic focusing mechanism at a relative distance. The calibration method of the present invention is , then introduce a third overhead mirror that yields a second set of state equations .
状態方程式の第−及び第二の組は、未知の状態値が代数的処理でめられる逐次近 似法を利用して解くことが可能である。The first and second sets of state equations are successive approximations in which the unknown state values are found by algebraic processing. It is possible to solve it using a similar method.
本発明の一つの目的は、三次元で部品を分析するため、単一のカメラを使用する 部品検査の改善された方法を提供することにある。One objective of the invention is to use a single camera to analyze parts in three dimensions. The objective is to provide an improved method of component inspection.
本発明の他の目的は、正確に画定したレティクルマスクを用いて部品を三次元で 検査することのできる改良型ラインスキャナを提供することにある。Another object of the present invention is to visualize parts in three dimensions using a precisely defined reticle mask. An object of the present invention is to provide an improved line scanner that can perform inspection.
本発明の更に他の目的は、低コストの改善された部品スキャニング機構を提供す ることにある。Yet another object of the invention is to provide an improved part scanning mechanism at low cost. There are many things.
本発明の更に他の目的は、部品の三次元特徴抽出を実現する改善されたスキャニ ング機構を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide an improved scanner for realizing three-dimensional feature extraction of parts. The objective is to provide a mechanism for
本発明の更に他の目的は、自動焦点が可能で、手動の介入を必要としない改善さ れた部品スキャニング校正システムを提供することにある。Yet another object of the present invention is to provide an improved system that is capable of autofocus and does not require manual intervention. The purpose of this invention is to provide a component scanning calibration system with a high level of accuracy.
本発明の更に他の目的は、二つの正確に位置決めされたミラーを有す単一のカメ ラを備え、マスクレティクルの焦点の合ったイメージでの変位に対して各ミラー の回転角を相関させる改善された部品スキャニング機構を提供することにある。Yet another object of the invention is to provide a single camera with two precisely positioned mirrors. each mirror for displacement in the focused image of the mask reticle. An object of the present invention is to provide an improved part scanning mechanism for correlating rotation angles of parts.
本発明の更に他の目的は、第二の三角測量カメラが省かれている改善されたライ ンスキャニング機構を提供することにある。Yet another object of the invention is to provide an improved light camera in which the second triangulation camera is omitted. The purpose is to provide a scanning mechanism.
本発明の更に他の目的は、ゴールデフ部の使用を必要としない部分スキャニング 校正機構を提供することにある。Still another object of the present invention is to provide partial scanning that does not require the use of a gold differential. The purpose is to provide a calibration mechanism.
本発明の更に他の目的は、高精度で乾板上にフォトデポジットした小さなパター ンを有するレディクルマスクを提供することにある。Still another object of the present invention is to photodeposit small putters onto a dry plate with high precision. An object of the present invention is to provide a readicle mask having
本発明の更に他の目的は、システムの光学検出器として、低コストで低解像度の カメラを使用することにある。Yet another object of the invention is to provide a low cost, low resolution optical detector as an optical detector in the system. It's all about using the camera.
本発明の更に他の目的は、ドツトのエツジがエツジ検出アルゴリズムを使用して 見いだされるような改善されたドツトスキャニングシステムを提供することにあ る。Yet another object of the invention is to detect the edges of the dots using an edge detection algorithm. Our goal is to provide an improved dot scanning system as found in Ru.
本発明の更に他の目的は、カメラで走査されるオブジェクトからの逆に向く光綴 路をめるために自動焦点カメラを使用することにある。Yet another object of the present invention is to provide a method for reversing light beams from an object scanned by a camera. The idea is to use an autofocus camera to spot the road.
図面の簡単な説明 図1は、本発明の装置の概略図である。Brief description of the drawing FIG. 1 is a schematic diagram of the device of the invention.
図2は、本発明によるリドレーシングの三次元的斜視図である。FIG. 2 is a three-dimensional perspective view of redracing according to the invention.
図3は、本発明の一実施例で使用されるマスクのレティクルパターンの図である 。FIG. 3 is a diagram of a reticle pattern of a mask used in one embodiment of the present invention. .
図4は、本発明の一実施例で使用される精密レディクルマスクの中心ドツトのド ツトパターンの図である。FIG. 4 shows the center dot of a precision redicle mask used in one embodiment of the present invention. FIG.
図5は、本発明による校正法の高レベルのフロー図である。FIG. 5 is a high level flow diagram of a calibration method according to the present invention.
図6は、本発明で使用されているドツトの中心をめるための方法を示すフロー図 である。FIG. 6 is a flow diagram illustrating the method for centering dots used in the present invention. It is.
図7は、本発明の一実施例で使用されているドツトの中心をめる概略フロー図で ある。FIG. 7 is a schematic flow diagram for locating the dot center used in one embodiment of the present invention. be.
図8は、ミラーの角度を計算する方法の概略フロー図である。FIG. 8 is a schematic flow diagram of a method for calculating mirror angles.
図9は、レティクル上の全ドツトの平面を特徴抽出の方法の一例を示す概略フロ ー図である。Figure 9 is a schematic flowchart showing an example of a method for extracting features from the plane of all dots on the reticle. -Fig.
図10は、本発明の動作のモード図である。FIG. 10 is a mode diagram of the operation of the present invention.
図I】は、本発明による視野平面計算フローを示す図である。FIG. I is a diagram illustrating a visual field plane calculation flow according to the present invention.
図12は5本発明による視点計算フローを示す図である。FIG. 12 is a diagram showing a viewpoint calculation flow according to the present invention.
図13は 本発明による大きさと光路長計算フローを示す図である。FIG. 13 is a diagram showing a size and optical path length calculation flow according to the present invention.
図14は1本発明によるミラー表面位置計算フローを示す図である。FIG. 14 is a diagram showing a mirror surface position calculation flow according to the present invention.
図15は1本発明による光路を通じて視野平面を跳ね返す方法のフローを示す図 である。FIG. 15 is a diagram illustrating a flow of a method of bouncing a field plane through an optical path according to the present invention. It is.
好適な実施例の詳細な説明 図1は、本発明による三次元スキャニングシステムの方法及び装置を示す。図1 は、自動焦点ズームレンズ24を有すCCDカメラ22を示す。自動焦点ズーム レンズ24は、ミラーの組を指向する光学系25上でトレーニングされる。ミラ ーの組は、四つのオバーヘッドミラー14A、14B、14C及び14Dの組と 、全体に平板形状であるレティクル1oとを指向するY軸ミラー16及びX軸ミ ラー18を含む。Yミラー16は、Yサーボモータ36で制御される。Detailed description of the preferred embodiment FIG. 1 shows a method and apparatus for a three-dimensional scanning system according to the invention. Figure 1 shows a CCD camera 22 with an autofocus zoom lens 24. auto focus zoom Lens 24 is trained on optical system 25 pointing to a set of mirrors. mirror - is a set of four overhead mirrors 14A, 14B, 14C and 14D. , a Y-axis mirror 16 and an 18. The Y mirror 16 is controlled by a Y servo motor 36.
Xミラー18は、Xサーボモータ38で制御される。レティクル1oは、部品3 0を走査するための光学的に透過性のサポートとして使用される。ミラーの光学 系25及び自動焦点ズーム24は、部品のイメージ及びレティクル1oのイメー ジを提供する。以上のミラーシステムは、レティクル1oで画定する平面の上下 から部品を観測できる装置を提供している。The X mirror 18 is controlled by an X servo motor 38. Reticle 1o is part 3 Used as an optically transparent support for scanning 0. mirror optics The system 25 and the autofocus zoom 24 provide an image of the part and an image of the reticle 1o. Provide the following. The above mirror system is arranged above and below the plane defined by reticle 1o. We provide equipment that allows you to observe parts from anywhere.
図2は、光学スキャニングシステムを走査させ、校正させるのに使用される、本 発明による装置の一実施例の三次元的概略斜視図である。本発明の装置は、自動 焦点ズームレンズ20を通過するイメージを受け取るカメラ22を含む。Figure 2 shows a book used to scan and calibrate an optical scanning system. 1 is a three-dimensional schematic perspective view of an embodiment of the device according to the invention; FIG. The device of the present invention is an automatic It includes a camera 22 that receives an image passing through a focusing zoom lens 20.
自動焦点ズームレンズ2oは、カメラレンズ22への入射光11Hの組の焦点を 合わせる手段を提供する。自動焦点機構は、オブジェクトが焦点合わせされる距 離と光学自動焦点システムによりなされる焦点調整の量との間に関係が存在する という意味に於いて、光線の光路長を決定する相対的手段を提供している。本発 明の方法では、レティクル1oは、パターン12のデポジットを有している。パ ターン12は、本発明の多数の特徴を構成する。レティクルパターン12は、光 学系でのイメージのサイズ及び相対位置を正確に得る手段を提供する。本発明の 方法は、目標から画像装置への光線のトレースを解析することである。図2では 、光線は、レティクルパターンからオバーヘッドミラー14A、Yミラー16、 Xミラー18、自動焦点システムを通過してカメラへ入射する。、R4、R3、 R2及びR1の各光線は、三次元座標XYZと関連付けられる。The autofocus zoom lens 2o focuses the set of incident light 11H on the camera lens 22. Provide a means to match. The autofocus mechanism determines the distance at which the object is focused. There is a relationship between distance and the amount of focus adjustment made by an optical autofocus system. In this sense, it provides a relative means for determining the optical path length of a light beam. Main departure In the disclosed method, the reticle 1o has a pattern 12 deposited thereon. pa Turn 12 constitutes a number of features of the invention. The reticle pattern 12 is To provide a means to accurately obtain the size and relative position of an image in a scientific system. of the present invention The method is to analyze the trace of the light ray from the target to the imaging device. In Figure 2 , the light beam is transmitted from the reticle pattern to the overhead mirror 14A, the Y mirror 16, It passes through the X-mirror 18, an autofocus system, and enters the camera. , R4, R3, Each ray of R2 and R1 is associated with a three-dimensional coordinate XYZ.
本発明の装置が、初めて駆動される場合、校正を必要とする。本発明による校正 法では、Xミラー及びYミラーの位置は、カメラ22の位置と同様に正確に分か っている。校正#1AIRは、レティクル上のパターンが、CCDカメラ22に 正確なイメージを構成するという事実を利用している。Yミラー軸26及びXミ ラー軸28の周りでのXミラー及びYミラーの角度変位は、校正以前は未知であ る。オバーヘッドミラー14Aの位置及びその光@R3に対する傾斜角もまた未 知数である。本発明の方法は、ミラーと光学系を通過する光11Rを特徴抽出し 、未知変数を解くことが可能な一組のシステム方程式を作成することで手順を進 める。正確に形成されたレティクル12は、オバーヘッドミラー14Aの正確な 位置、Yミラーの光学軸26及びXミラーの光学軸28に関するシステムの方程 式を解くのに必要な情報を提供する。本発明の校正法では、レティクルは、異な った組み合わせでI!濡され、その第一では、回転ミラーを使用して底部から観 測される。第二には、レティクルは、オバーヘッドを使用して上部から観測され る。When the device of the invention is operated for the first time, it requires calibration. Calibration according to the invention In this method, the positions of the X and Y mirrors are known exactly as well as the position of the camera 22. ing. Calibration #1AIR is when the pattern on the reticle is exposed to the CCD camera 22. It takes advantage of the fact that it composes an accurate image. Y mirror axis 26 and The angular displacement of the X and Y mirrors about the mirror axis 28 is unknown prior to calibration. Ru. The position of the overhead mirror 14A and its tilt angle with respect to the light @R3 are also unknown. It is an intellectual number. The method of the present invention extracts features of the light 11R passing through the mirror and optical system. , we proceed by creating a set of system equations that can solve for the unknown variables. Melt. The accurately formed reticle 12 allows accurate alignment of the overhead mirror 14A. position, the equation of the system with respect to the optical axis 26 of the Y mirror and the optical axis 28 of the X mirror Provide the information needed to solve the equation. In the calibration method of the present invention, the reticle is I with that combination! The first one is wetted and viewed from the bottom using a rotating mirror. be measured. Second, the reticle is observed from the top using an overhead Ru.
二つの観測図は、三次元で部品30を走査するのに必要である。底面図は、オブ ジェクトの正確なプロフィール図を提供する。レティクル10の底面図または平 面は、光学系では、Z=0として画定される。Two views are necessary to scan the part 30 in three dimensions. The bottom view is of provides an accurate profile picture of the object. Bottom view or flat view of reticle 10 The plane is defined in the optical system as Z=0.
図3は、正確なレティクルパターン12を示す。正確なレティクルパターン12 は、レティクル10上に作図されるか、または好適にはフォトデポジット付着す るかである。パターンは、本発明の方法による光学系を正確に校正するのに使用 可能な精密な形状である。レティクルパターンは、例えば、正確な間隔を置いた 、正確なサイズの円またはドツトを対角繰上に配置された組である。レティクル の全体は、既知の形と既知のサイズで構成される。サイズ、形及び位置は、本発 明の校正以前に予め決定される。レティクル10の機能を実行するのに他のサイ ズ及び形状を使用してもよく、ここでの説明は、−例としてであって、限定する ことをを意味するものではない。パターンの中心は、本発明の装置の初期校正に 用いられる破線中の五個のドツトからなるパターン40を含む。第二ドツト44 は、中心ドツトパターン40に対するレティクル空間の向きをめるのに使用され る。、42として示される他のドツトは、レティクル平面を特徴抽出するのに使 用される。ドツトの位置は、レティクル10上ではZ=Oとして定義され、即ち 、レティクルは、三次元空間での一平面としてであり、そのレティクルが存在す る面がZ二〇の平面である。FIG. 3 shows the exact reticle pattern 12. Accurate reticle pattern 12 is drawn on the reticle 10 or is preferably photodeposited. It's Ruka. The pattern can be used to accurately calibrate optical systems according to the method of the invention. This is the most precise shape possible. The reticle pattern is precisely spaced, e.g. , a diagonally arranged set of circles or dots of exact size. reticle The whole consists of a known shape and a known size. The size, shape and location are It is predetermined before the bright calibration. Other screens may be used to perform the functions of reticle 10. The description here is by way of example only and is not limiting. It does not mean that. The center of the pattern is used for initial calibration of the device of the invention. A pattern 40 of five dots in dashed lines is used. Second dot 44 is used to orient the reticle space with respect to the center dot pattern 40. Ru. , 42 are used to feature the reticle plane. used. The position of the dot is defined as Z=O on the reticle 10, i.e. , the reticle is a plane in three-dimensional space, and the reticle exists as a plane in three-dimensional space. The plane is the plane of Z20.
図4は、図3の中心ドツトパターン4oの詳細拡大図である。ドツト中心グルー プ4oは、四つの周囲ドツト51.52.53及び54で囲まれた中心の大きい ドツト5oを示している。大きい中心ドツト5oは、レティクルの中心を正確に 位置を定め、配置するために、本発明の焦点合わせ、位置決めシステムにより使 用される。このドツトは、レティクル10の中心に予め設定される。周囲ドツト 52及び54、並びにドツト53及び51は対角配置ドツトである。これらドツ トのサイズは、レティクルの回転位置を示すために変化していて、ドツト53が ドツト52とはサイズで異なっている。ドツト54.52及び51は、異なった サイズであり、好ましくは、ドツト53より小さくなっている。当業者なら、ク ロスハツチングまたは交差チックマークの付いた直線といった他のパターンでも 正確な形状を提供するに使用可能であるという意味で、このマスクパターンが三 次元の正確な形状を同定する一つの方法をもたらすことは理解できょう。FIG. 4 is a detailed enlarged view of the center dot pattern 4o of FIG. dot center glue 4o is a central large area surrounded by four surrounding dots 51, 52, 53 and 54. Dot 5o is shown. The large center dot 5o allows you to accurately center the reticle. used by the focusing and positioning system of the present invention to locate and place used. This dot is preset at the center of the reticle 10. surrounding dots 52 and 54, and dots 53 and 51 are diagonally arranged dots. These dots The size of the dot changes to indicate the rotational position of the reticle, with dot 53 It differs from dot 52 in size. Dots 54, 52 and 51 are different The size of the dot 53 is preferably smaller than that of the dot 53. A person skilled in the art would understand Other patterns such as loss hatching or straight lines with crossed tick marks This mask pattern is unique in the sense that it can be used to provide precise shapes. It can be seen that this provides one way to identify the exact shape of a dimension.
図5Bでは、本発明の校正法の高レベルフロー図である。本発明の校正手順は、 まず第一に図示の中心ドツトパターン4oの中心をめるブロック1゜Oで始まる 。手順は、光学系が中心ドツトパターンをめ、パターン4oかも絶対中lシ1を めるブロック102に進む。手順は次にブロック104へ進み、表示部及びカメ ラが、X及びY方向での倍率を計算するために校正される。手順は。FIG. 5B is a high level flow diagram of the calibration method of the present invention. The calibration procedure of the present invention is as follows: First of all, we begin with block 1°O, which centers the center dot pattern 4o shown. . The procedure is to set the optical system to the center dot pattern, and then set the pattern 4o to the center dot pattern 1. Proceed to block 102 where the The procedure then proceeds to block 104 where the display and camera are is calibrated to calculate the magnification in the X and Y directions. What are the steps?
次に図のブロック106へ進み、カメラのアスペクトレシオがXの大きさをYの 大きさで除したものとしてめられる。手順は、次に108に進み、他のドツトが められる。他のドツトが見いだされ、サイズが決定され、これによりレティクル パターンの向きを決定し、光学系の残りの特徴を計算するのに使用される。The diagram then proceeds to block 106 where the camera aspect ratio is set to It is considered to be divided by the size. The procedure then proceeds to 108 where the other dots are I can't stand it. Other dots are found and sized, which allows the reticle to It is used to determine the orientation of the pattern and calculate the remaining features of the optical system.
手順は、次にブロック110へ向かい、レティクルパターンの残りを特徴抽出し 、光学系が校正される。各ブロックは、更に図6.7.8及び9に示すようにそ の詳細が説明されている。The procedure then moves to block 110 to extract features from the remainder of the reticle pattern. , the optical system is calibrated. Each block is further defined as shown in Figures 6.7.8 and 9. details are explained.
図1のミラー14A、14B、14c及び14Dとして示される本発明の上部ミ ラーを校正する方法を図5Aは示す。上部ミラーを校正する方法は、レティクル パターンを校正する方法、及び図2に示されるXミラーの#28及びYミラーの 軸16を校正する方法に類似する。レティクルに類似して、軸合わせの手順が5 Bに示され、図5Aの手順は、CCD上のイメージの中心をめ、CCDカメラへ のイメージから光線を処理することにより始まる。中心ドツトをめる方法は、図 7に示される。本発明の校正法のこの点での効果は、ミラーの軸上の変位がこの 時点で校正され、ミラー軸は、図2で、Xミラーの28、Yミラーの26として いる。これにより、本発明の装置及び方法は、図2で示されるオバーヘッドミラ ー14Aである第三の未知の光学平面を校正可能とする。図5Aの手順は、ドツ トパターン102Aの中心をめる。イメージからの光学軸及び焦点光路長が図1 6の方法を使用して相関される。手順は次にボックス2OAに進み、ドツトパタ ーンの絶対中心がエツジ検出によりめられる。当業者なら、サブビクセルエヅジ 検出といったエツジ検出法のあるものをより正確にドツトの位置をめるのに使用 できることを理解できよう。当業者は、また、エツジ検出の代替の方法も使用可 能であることを理解できよう。手順は、104へ進み、オバーヘッドミラーの位 置が、ミラーの光路を利用し、光線トレース方程式を状態変数に付いて解くこと により決定される。光線トレース及びベクトル解析は、従来技術でよく知られて いる。優れたベクトル解析の解説は、ハーベイ・エフ・ディビス(Harvey F、 Davis)及びアーサー・デビット・スナイダー(Authur D avidSnyder)によるによるアリン/ベーコン社(Allyn and Bacon、 Inc)発行のヘクト少邂IすJ5 (Introducti on to Vector^nalSIS)第四版にある。リドレーシングの優 れた解説は、1990年11月バイト(December 1990 Byte lの論文ワ1四Akぢ−た≦Uビ火上に二之り一グ(k訂M丼1LIR眩旦」) にあり、リドレーシングの手法が説明されている。両輪文は、参照としてここに 編入されている。手順は、次に106Aに進み、アスペクトレシオを再度計算さ れる。両輪文は、参照用にここに編入されている。手順は、次に108Aに進み 、レティクルパターンの他のドツトが、走査され、オバーヘッドミラーの特徴抽 出がされる。手順は、次に11OAに進み、レティクルの平面の特徴抽出がされ る。The upper mirrors of the present invention, shown as mirrors 14A, 14B, 14c and 14D in FIG. FIG. 5A shows how to calibrate the errors. How to calibrate the upper mirror, reticle How to calibrate the pattern and #28 of the X mirror and #28 of the Y mirror shown in Figure 2. Similar to the method for calibrating axis 16. Similar to a reticle, there are 5 alignment steps. The procedure shown in Figure 5A is shown in Figure 5A by centering the image on the CCD and moving it to the CCD camera. It begins by processing the rays from the image. The method for placing the center dot is shown in the figure. 7. The effect of the present calibration method in this respect is that the axial displacement of the mirror The mirror axes are calibrated at the point in time and the mirror axes are shown in Figure 2 as 28 for the X mirror and 26 for the Y mirror. There is. Thereby, the apparatus and method of the present invention utilize the overhead mirror shown in FIG. -14A, the third unknown optical plane can be calibrated. The procedure in Figure 5A is Center the pattern 102A. The optical axis and focal optical path length from the image are shown in Figure 1. Correlated using the method of 6. The procedure then proceeds to box 2OA and the dot pattern. The absolute center of the curve is determined by edge detection. For those skilled in the art, Subvixel Edge Some edge detection methods, such as detection, can be used to more accurately locate dots. Understand what you can do. Those skilled in the art can also use alternative methods of edge detection. You can understand that it is Noh. The procedure goes to step 104 and the position of the overhead mirror is The position is to use the optical path of the mirror and solve the ray tracing equation for the state variable. Determined by Ray tracing and vector analysis are well known in the prior art. There is. A good explanation of vector analysis is by Harvey F. Davis. F. Davis) and Arthur David Snyder (D. avid Snyder) by Allyn/Bacon (Allyn and Bacon) Bacon, Inc.) published by Hecht Shonen Isu J5 (Introducti onto Vector^nalSIS) in the 4th edition. Ridracing Master The explanation provided is from December 1990 Byte. L's paper 14 Akji-ta ≦ U bi fire ni no riichigu (k revised M bowl 1LIR dazzling) The method of redracing is explained in . The text of both wheels is here as a reference It has been incorporated. The procedure then proceeds to 106A to recalculate the aspect ratio. It will be done. The Ryowa text is incorporated herein for reference. The procedure then proceeds to 108A. , other dots in the reticle pattern are scanned and used for feature extraction in the overhead mirror. be let out. The procedure then proceeds to 11OA, where features of the plane of the reticle are extracted. Ru.
図6は、図5でブロック100として示される、中心ドツトパターン40をめる ためのフロー図である。システムは、まず第一にミラー16.18をブロック2 00で、それらの中心位置に設定する。全ての装置の参照符号については、図1 及び図2に示されている。Xミラー18及びYミラー16は、いずれかの方向に 等量回転すると、これらの傾きは、はぼ中心となるように、配置される。中心を める手順は、ブロック202に進み、ミラー16.18は、校正パターンの中心 の画像を得るように、機械的に位置合わせされ、従ってこのイメージは、CCD カメラ22のCCDアレーの中心へ直接納まるようになっている・ミラーの位置 合わせにより、ミラー16及び工8を駆動している機構が、CCDカメラ22と レティクル上のオブジェクトまたは部品3oとを走査する動作範囲を適度に提供 することを可能としている。ミラーをめる手順は、次に、204に進み、中心ド ツトは、中心ドツトパターン4oの五つのドツト全てを実質的に表示するために 、CCDカメラの視野に納まる。手順は、次に図5で402に進み、中心ドツト パターンをめる。FIG. 6 shows a center dot pattern 40, shown as block 100 in FIG. FIG. The system first of all blocks mirror 16.18 2 00, set to their center position. See Figure 1 for reference numbers for all equipment. and shown in FIG. The X mirror 18 and the Y mirror 16 are When rotated by an equal amount, these tilts are aligned so that they are centered. center The procedure continues to block 202, where the mirror 16.18 is placed at the center of the calibration pattern. is mechanically aligned to obtain an image of the CCD The position of the mirror is such that it fits directly into the center of the CCD array of camera 22. By matching, the mechanism driving the mirror 16 and the mechanism 8 is connected to the CCD camera 22. Provides a reasonable range of motion for scanning objects or parts 3o on the reticle It is possible to do so. The mirror mounting procedure then proceeds to step 204, where the center door In order to display substantially all five dots of the center dot pattern 4o, , within the field of view of the CCD camera. The procedure then proceeds to 402 in FIG. Make a pattern.
図7では、中心ドツト5oの位置をめる方法が示される。手扇は、ブロック25 0で始まり、パターンの走査は、大きいドツトのほぼ中心にある。手順は、ドツ トの最小X、最小Y、最大X及び最大Yをめる従来のエツジ検出技術を使用する 。ミラーは、ドツトをCCDカメラ22の視野中心の置くように、手順ブロック 251で調整される。従来技術で知られているエツジ検出法で最小X、最小Y、 最大X及び最大Yをめた後、中心の二等分線が見いだされ、ドツトの正確な中心 が手順ブロック254でめられる。In FIG. 7, a method for locating the center dot 5o is shown. The hand fan is block 25. Starting at 0, the pattern scan is approximately in the center of the large dot. The steps are using conventional edge detection techniques to find the minimum X, minimum Y, maximum X, and maximum Y of the edges. . The mirror is placed in the procedure block so that the dot is placed in the center of the field of view of the CCD camera 22. 251. Minimum X, minimum Y, After finding the maximum X and maximum Y, the center bisector is found and the exact center of the dot is is determined at procedure block 254.
図5を参照すると、本発明の装置の倍率は、インチ数をビクセル数で除して得ら れる。これは、中心ドツトパターン4oは、あるサイズであることが割っている ので、例えばこの場合、5oミルであり、中心にあるビクセル数も分かっている のでめることができる。この場合、例えば、1ooビクセルは、ビクセル当たり のミルは、50/100であり、アスペクトレシオは、1/2である。Referring to FIG. 5, the magnification of the device of the present invention is obtained by dividing the number of inches by the number of pixels. It will be done. This means that the center dot pattern 4o has a certain size. So, for example, in this case, it is 5o mil and the number of pixels in the center is also known. You can play it. In this case, for example, 1oo vixel is The mil is 50/100 and the aspect ratio is 1/2.
同じ手法がYの倍率をめるのに使用できる。手順は、106のX対Yのアスペク トレシオの計算に進む。手順は、108に進み、他のドツトが走査され、正確な レティクルパターンの大きさが光学系を校正するために使用される。The same technique can be used to scale Y. The procedure consists of 106 X to Y aspects. Proceed to calculate the ratio. The procedure continues at 108 where other dots are scanned and the correct The size of the reticle pattern is used to calibrate the optical system.
図8は、本発明でのビクセルのサイズと相対的なアスペクトレシオが既知である 場合のミラーの角度変位を計算する方法を示す。ブロック280では、他のドツ トがエツジ検出により見いだされる。本発明のエツジ検出法は、図7に示される 。他のドツト位置は、予め設定の既知の位置にある。これは、第一ドツトと第二 ドツトとのシステムの方程式をめる方法を提供する。二つのドツトの絶対位置は 、既知であり、CCDスクリーン上のオブジェクトの角度変位対直線変位をめる に十分な情報を与又る。FIG. 8 shows that the size and relative aspect ratio of the pixels in the present invention are known. We show how to calculate the angular displacement of the mirror in case. In block 280, other dots edges are found by edge detection. The edge detection method of the present invention is shown in FIG. . Other dot positions are at preset known positions. This is the first dot and the second Provides a method for formulating equations for systems with dots. The absolute position of the two dots is , is known and calculates the angular versus linear displacement of the object on the CCD screen. Provide sufficient information.
rM2を参照すると、Yミラー16及びXミラー18は、光aRの反射をさせ、 ミラーX及びミラーYの各変位につきR1、R2及びR3は比較され、関連のイ メージがある方向に動く。スクリーン上の相対ドツトの運動を観測し、ミラーの 位置及び校正は、実行できる。Yミラーの各角度変位に付き、イメージの関連Y 直線変位が発生するaXミラーの各角度変位に付き、Xイメージの関連変位が発 生する。Referring to rM2, the Y mirror 16 and the X mirror 18 reflect the light aR, For each displacement of mirror X and mirror Y, R1, R2 and R3 are compared and the associated Move in the direction of the image. Observe the relative motion of the dots on the screen and Positioning and calibration can be performed. For each angular displacement of the Y mirror, the relative Y of the image For each angular displacement of the aX mirror that causes a linear displacement, an associated displacement of the X image occurs. live.
l!I9を参照すると、Z=0平面の特徴抽出がなされる。ステップ230では 、ドツトの残りがチェックされ、探索される。各ドツトは、r!i16の手順ス テップ232で示されるようにエツジ検出により見いだされる。手順は、ステッ プ234へ進み、各ドツトは、視野の中心に置かれ、ドツトの位置が記憶される 。l! Referring to I9, feature extraction of the Z=0 plane is performed. In step 230 , the rest of the dots are checked and searched. Each dot is r! i16 procedure step Found by edge detection as shown in step 232. The procedure is step by step. Proceeding to step 234, each dot is centered in the field of view and the position of the dot is memorized. .
手順は、ステップ236へ進み、焦点に合った平面Z=0がめられる。光路長は 、この位置にてZ平面をOと定義することでZ平面が決定される距離に関連付け ることが可能となる。手順は、次にブロック230に進み1次のドツトが見いだ され、同じ手順がステップ232に戻って繰り返される。The procedure continues to step 236, where the plane of focus Z=0 is determined. The optical path length is , by defining the Z plane as O at this position, the Z plane is associated with the determined distance. It becomes possible to The procedure then proceeds to block 230 where the first order dot is found. and the same procedure is repeated back to step 232.
図10を参照すると、本発明の二つの動作モードが示されている。本発明は、開 始モード60で始まり、すぐにスキャニングモード62か、校正モード61かに 進む。本発明が校正モード61にあるなら、いがなるときでもスキャニングモー ド62へ移行できる。本発明が、スキャニングモードにある場合も、いかなると きでも校正モード61へ移行可能である。このようにして、本発明は、スキャニ ング動作の動作中に自動的に校正し、動的に走査する方法を提供する。Referring to FIG. 10, two modes of operation of the present invention are shown. The present invention Starts in start mode 60 and immediately switches to scanning mode 62 or calibration mode 61 move on. If the present invention is in the calibration mode 61, the scanning mode can be It is possible to move to code 62. Even when the present invention is in scanning mode, no It is possible to shift to the calibration mode 61 even when the In this way, the present invention provides a method for automatically calibrating and dynamically scanning during operation of scanning operations.
本発明は、こうして、材料の光学特性に於ける温度変化、振動による変化、また は部品を移動したり、装置を移動したりすることに起因する単純な変化を補正す る方法を提供する。The present invention thus addresses changes in the optical properties of materials due to temperature changes, vibrations, and compensates for simple changes caused by moving parts or moving equipment. provide a method for
表Aを参照すれば、本発明の方法のモデルのリストが示されている。本発明は、 計算ストラフチャを形成する本発明の装置のモデルストラフチャを利用する。こ のモデルは、データ表現及びライン番号と共にデータタイプのリストとして以下 に与えられる。第一のモデルは、本発明の方法の光学系のモデルである。Referring to Table A, a list of models of the method of the invention is shown. The present invention A model structure of the device of the invention is utilized to form a computational structure. child The model is listed below as a list of data types along with data representation and line numbers. given to. The first model is a model of the optical system of the method of the invention.
モデルの要素は、いかなるモデルタイプかを示すタイプを含む。ライン422で は、ユニットタイプがいかなるタイプかが示される。ライン423では、424 でモデルが与えられるモデルラベルが示される。ライン425では、モデルに与 又られた校正時間が示される。ライン426では、モデルに与えられた平面数が 示される。平面ストラフチャは、ライン427へ示される。ライン428には、 モデルに存在する異なった光路数が示される。光路ストラフチャは、ライン43 0に与えられる。次のラインは、光学原点での視点を定義する二次元アレーであ る。次のモデル要素は、ライン434で示されている、オリジナル表示と世界車 種でのX軸との間の角度を示すカメラロール角である。モデルの次の要素は、ラ イン437で示されている、後述の焦点モデルである。モデルの最終要素は、後 述のミラーモデルストラフチャであるミラーモデルである。The model element includes a type indicating what type of model it is. on line 422 indicates what type of unit it is. In line 423, 424 shows the model label given the model. In line 425, the model is given The extended calibration time is indicated. In line 426, the number of planes given to the model is shown. A planar struture is shown to line 427. In line 428, The number of different optical paths present in the model is shown. The optical path strafure is line 43. given to 0. The next line is a two-dimensional array that defines the viewpoint at the optical origin. Ru. The next model element is the original representation and the world car, shown by line 434. The camera roll angle is the angle between the species and the X axis. The next element in the model is This is a focal model, which will be described later, and is shown in 437. The final element of the model is This is a mirror model that is the mirror model structure described above.
表A 419/*モデルストラクチャ本/ 420 5truct MODEL 21 f 422 Byte Type; /零モデルタイプ*/423 BYTEUni tType; /1−L=yトタイブI/424 char Label[LA BELSIZE];ハモデルラベル*1425 time−t Ca1ibTi se; /零システムが校正を最後に実行した時間及び日付*/ 426 BYTE NumberOfSurfaces; /lモデルの異なっ た平面数零/427 5truct S[IRFACE[NAXS[IRFAC ES]; /電子[ii 71/−*/428 EYTE NumberOfP athes;ハモデルの異なった光路数*1429 7傘光路のアレー零/ 430 5truct 0pticalPath[MAXOPTICALPAT HES];431 /*光学原点での視野平面を定義するユニットベクトルU、 V、W零ノ 4 3 2 double OriginViewUnit[VECT3][V EC丁3];433 7章OriginViewVector uとX軸世界ベ クトル(1,0,01との間の角度零/ 434 float CameraRollAngle;435 /寧View DilI[U]/ViewDim[V]の比、全図に付き一定とする宰1436 double AspectRatio;437 5truct FOCIJ SMODEL FacusMadel: /車焦点を記述するストラフチャ拳/ 438 5truct MIRRORMODEL MlrrorModel[V ECT2];/零ミラーモデルを駆動するxAy零/ 439 ];/傘モデルストラクチャの終了婁/表Bは、システムの光学素子の 表面のストラフチャに関する。表Bは、ライン388で、表面の種類が反射性で あるが、屈折性であるかを示す。表面は、ライン389でラベル、390で表面 の屈折率が与えられ、ライン391で世界表面の位置が与えられる。ライン39 3で垂直ベクトルが与えられ、これは、ライン391に与えられる位置ベクトル に固定された表面の垂直な単位世界ベクトルである。Table A 419/*Model Structure Book/ 420 5truct MODEL 21 f 422 Byte Type; /Zero model type*/423 BYTEUni tType; /1-L=y Type I/424 char Label [LA BELSIZE]; ha model label *1425 time-t CalibTi se; /Time and date when the zero system last performed calibration*/ 426 BYTE NumberOfSurfaces; /l Model differences Number of planes zero/427 5 truct S[IRFACE[NAXS[IRFAC ES]; /electronic [ii 71/-*/428 EYTE NumberOfP athes; number of different optical paths in the model *1429 7 umbrella optical path array zero / 430 5truct 0pticalPath[MAXOPTICALPAT HES];431 /*Unit vector U that defines the field of view plane at the optical origin, V, W zero 4 3 2 double OriginViewUnit [VECT3] [V EC 3]; 433 Chapter 7 OriginView Vector u and X-axis world vector The angle between vector (1, 0, 01 is zero / 434 float CameraRollAngle; 435 / Ning View The ratio of DilI[U]/ViewDim[V] is constant for all views1436 double AspectRatio;437 5truct FOCIJ SMODEL FacusMadel: /Strafcha fist that describes the car focus/ 438 5truct MIRRORMODEL MlrrorModel[V ECT2];/xAy zero driving the zero mirror model/ 439]; / End of Umbrella Model Structure / Table B shows the optical elements of the system. Concerning surface straftures. Table B is line 388 and the surface type is reflective. However, it indicates whether it is refractive. The surface is labeled at line 389, and the surface is at 390. The refractive index of is given, and line 391 gives the position of the world surface. line 39 3 gives the vertical vector, which is the position vector given to line 391. is the perpendicular unit world vector of the surface fixed to .
表B 385 /零光学表面ストラクチャ寧/386 5truct 5URFACE 388BYTE Type; /零表面種類二反射、屈折$1389 char Label(LABELSIZE): /孝表面うヘル*/390 floa t Refractivelndex; /I表面を通過する屈折車掌/391 double Po5iton[VECT3]; /零世界表面位置零/39 2 /會位置ベクトルに固定した表面に垂直な単位世界ベクトル*/393 d ouble〜ormal(VECT31:394 );/零表面ストラクチャの 終了11表Cは、表面の順序付けしたリストに沿った光路を説明する光路ストラ フチャに関する。光路は、ライン407に種類を含む。408にラベル、ライン 409に光スィッチのバイト、ライン410に他の表面バイト、ライン411に 表面インデックススドラクチャバイト、ライン413に既に説明済みの表面スト ラフチャが含まれる。Table B 385 / Zero optical surface structure / 386 5truct 5URFACE 388BYTE Type; / Zero surface type 2 reflection, refraction $1389 char Label (LABELSIZE): /Kyo surface uheru*/390 float t Refractive index; /I refractive conductor passing through the surface /391 double Po5iton[VECT3]; /Zero world surface position zero/39 2 / Unit world vector perpendicular to the surface fixed to the meeting position vector * / 393 d double~ormal (VECT31:394);/zero surface structure End 11 Table C shows the optical path stratum that describes the optical paths along the ordered list of surfaces. Regarding fucha. The optical path includes a type in line 407. 408 label, line 409 is the light switch part, line 410 is the other surface part, line 411 is Surface index structure bite, line 413 contains the surface index structure bit previously described. Contains rough tea.
表C 402/*光路ストラクチャ*/ 403 /零光路は、表面の順序付けされたリストである*/404 7*光路 の種類は、走査の種類と同じである*/405 5truct 0PTICAL PATH407BYTE Type; /宰光路種類*/408 char L abel[LABELSIZE]: /*光路ラうル宰14 Q 9 BYTE LightSwichtes; #光でスイッチングするバイト$/410 BYTE NumberOfSurfaces; /零光路に沿った表面数*/ 411 BYTE 5urfacelndex[MAXSURFACES]; /*表面に対するインデックスのアレー零/ 412 7*光路での表面に対するポインタのアレー零/413 5truct 5URFACE far *5urfacePtr[に^X5URFACES I; /電動的に割り当てられない*/ 414 1;#光路ストラフチャの終了I/表りは、焦点モデルストラフチャを 示す。焦点モデルは、本発明の方法でトレースする光線の焦点を決定する三つの 要素を含む。第一要素は、係数Vであり、これは、以下に述べるルーチンを使用 して焦点位置から表示次元ベクトルのVを計算するのに使用される多項係数の一 次元ベクトルである。次の要素は、係数Wであり、かつ−次元ベクトルであり、 焦点位置からの表示次元ベクトルのWを計算するのに使用される多項係数のベク トルであり、最後の要素は、ライン358に、光路長の係数として定義され、焦 点位置からの光路長を計算するのに使用された多項係数の一次元ベクトルである 。Table C 402/*Light path structure*/ 403 / Zero path is an ordered list of surfaces * / 404 7 * Path The type of is the same as the scan type */405 5 truct 0 PTICAL PATH407BYTE Type; /Zai light path type*/408 char L abel [LABELSIZE]: /*Light path Raul Zai 14 Q 9 BYTE LightSwitches; #Light switching part-time job $/410 BYTE NumberOfSurfaces; / Number of surfaces along the zero optical path */ 411 BYTE 5urfacelndex[MAXSURFACES]; /*Array zero of indices for the surface/ 412 7* Array of pointers to the surface in the optical path zero / 413 5 truct 5URFACE far *5urfacePtr[ni^X5URFACES I; /Cannot be assigned electrically*/ 414 1; # End I/front of the optical path struc- ture is the focus model struc- ture show. The focus model consists of three components that determine the focus of the ray to be traced in the method of the present invention. Contains elements. The first element is the coefficient V, which is determined using the routine described below. One of the polynomial coefficients used to calculate the display dimension vector V from the focus position It is a dimensional vector. The next element is the coefficient W and is a -dimensional vector, Vector of polynomial coefficients used to calculate W of the display dimension vector from the focus position The last element is defined as the coefficient of optical path length and is the focal point at line 358. is a one-dimensional vector of polynomial coefficients used to calculate the optical path length from a point position. .
表D 347 7章魚点壬デルストラクチャ宰/348 5truct FOCUSM ODEL350/零表示次元へ’) トル(ViewDi+a vector) (7)Vを計算すルノに使用される多項係数零/ 351 /電熱点位置からり 3 5 2 float CoeffV[VECT3]; 宰/353 /*表 示次元ベクトルtViewDim vector)のWを計算するのに使用され る多項係数峠 354 /*焦点位置から*/ 355 float CoeffW[VECT3];356 /電光路長(ap l )を計算するのに使用される多項係数零1357 /*焦点位置から零/ 358 float CoeffOPL[VECT3];359 );/電熱点 モデルの終了零1表Eは、ミラーモデルストラフチャを記述し、これは、単に、 ミラー位置からミラー角を計算するため多項係数を含む係数の一次元ベクトルで ある。Table D 347 Chapter 7 Fish Point Midel Structure Management / 348 5 truct FOCUSM ODEL350/To the zero display dimension’) Tor (ViewDi+a vector) (7) Polynomial coefficient zero used in Luno to calculate V/ 351 / Electric heating point position 3 5 2 float CoeffV [VECT3]; It is used to calculate W of the indicated dimension vector tViewDim vector). polynomial coefficient pass 354 /*From focal position*/ 355 float CoeffW[VECT3]; 356/electronic path length (ap 1357 polynomial coefficients used to calculate l) 358 float CoeffOPL [VECT3]; 359); / electric heating point Terminating zero of the model Table E describes the mirror model struc- ture, which is simply A one-dimensional vector of coefficients including polynomial coefficients is used to calculate the mirror angle from the mirror position. be.
上述の表は、以上開示した本発明のストラフチャの要素に付き、かつ付BAにリ ストアツブされた本発明の完全なプログラミングモデルに付き、本発明の方法の 光学系を完全に記述している。表A、 B、 C,D及びEのライン番号は、付 録AにあるCプログラミング言語コードのライン番号に対応する。The above table pertains to the elements of the structure of the present invention disclosed above and is reproduced in Appendix BA. With the complete programming model of the present invention stored, Completely describes the optical system. Line numbers in Tables A, B, C, D and E are attached. Corresponds to the line number of the C programming language code in Book A.
表E 361 /零X及びYミラーモデルレストラクチャ零/3 5 2 5truc t NIRRORMODEL364/零ミラー位置からミラー角を計算するため の多項係数零/365 float Coeff[VECT3];366 1: /電ミラーモデルストラクチャの終了零/図11を参照するれば、本発明により 考え出された視野平面を計算する方法のフロー図が示される。この方法は、大き さ及び光路長く”OPL″)を計算し302、X、Yミラー表面の位置を計算し 304、視点を原点に初期化し306、光路を通じて視野平面を跳ね返し308 、最終視点を計算する310゜ステップ302では、アルゴリズムが大きさと光 路長を計算する。光路長が既知となれば、手順は、ステップ304へ進み、ミラ ー16.18のミラー表面の位置がめられる。ミラー表面位置をめられると、本 方法は、ステップ306へ進み、視点が座標0. 0. 0の原点へ初期化され る。次に、ステップ308では、光路を通じて視野平面が反射、即ち跳ね返され る。最終視点がステップ310で計算される。Table E 361 / Zero X and Y mirror model reconstruction zero / 3 5 2 5 truc t NIRRORMODEL364/To calculate the mirror angle from the zero mirror position Polynomial coefficient 0/365 float Coeff[VECT3]; 366 1: /End zero of electric mirror model structure/Referring to FIG. 11, according to the present invention, A flow diagram of a method for calculating the conceived viewing plane is shown. This method is very 302, calculate the position of the X, Y mirror surface. 304, initialize the viewpoint to the origin 306, bounce the viewing plane through the optical path 308 , 310° to calculate the final viewpoint. In step 302, the algorithm calculates the size and light. Calculate the path length. Once the optical path length is known, the procedure proceeds to step 304, where the mirror -16.18 mirror surface position can be determined. When the mirror surface position is changed, the book The method continues to step 306 where the viewpoint is at coordinates 0. 0. Initialized to the origin of 0 Ru. Next, in step 308, the field plane is reflected, or bounced, through the optical path. Ru. A final viewpoint is calculated at step 310.
図12を参照すると、本発明で考え出された視点を計算する方法のフロー図が示 されている。この方法は、大きさ及び光路長(” OPL” )を計算し302 、X、Yミラー表面の位置を計算し304、視点を原点に初期化し306、光路 を通じてベクトルを跳ね返し312、最終視点を計算する314゜ステップ30 2では、アルゴリズムが大きさと光路長を計算する。光路長が既知となれば、手 順は、ステップ304へ進み、ミラー16.18のミラー表面の位置がめられる 。ミラー表面位置がめられると、本方法は、ステップ306^、進み、視点が座 標0. 0.0の原点へ初期化される。次に、ステップ312では、光路を通じ てベクトルが反射、即ち跳ね返される。最終視点がステップ314で計算される 。Referring to FIG. 12, a flow diagram of the method of calculating viewpoints devised in the present invention is shown. has been done. This method calculates the size and optical path length ("OPL") 302 , calculate the positions of the X and Y mirror surfaces 304, initialize the viewpoint to the origin 306, and set the optical path. bounce the vector through 312 and calculate the final viewpoint 314゜Step 30 In 2, the algorithm calculates the size and optical path length. Once the optical path length is known, The sequence proceeds to step 304, where the mirror surface of mirror 16.18 is located. . Once the mirror surface position is determined, the method proceeds to step 306^ and the viewpoint is located. Mark 0. Initialized to the origin of 0.0. Next, in step 312, the The vector is reflected, or bounced back. A final viewpoint is calculated in step 314. .
図13を参照すると、本発明で考え出された大きさと光路長を計算する方法のフ ロー図が示されている。この方法は、ステップ320でパラメタVを、ステップ 322でUを、ステップ324でWを、ステップ326でOPLを計算するステ ップを含む。ステップ320で以下の式を計算してVが見いだされる。Referring to FIG. 13, a diagram of the method for calculating the size and optical path length devised in the present invention is shown. A raw diagram is shown. In this method, in step 320, the parameter V is set to Step 322 calculates U, step 324 calculates W, and step 326 calculates OPL. Including top. V is found in step 320 by calculating the following equation:
V=Vvo + CV! 本 焦点 次に、ステップ322で以下の式によりUが計算される。V=Vvo+CV! book focus Next, in step 322, U is calculated using the following formula.
lJ= V 傘 アスペクトレシオ 次に、ステップ324でWが以下の式によりめられる。lJ = V umbrella aspect ratio Next, in step 324, W is determined by the following equation.
W =C−。W=C-.
最後に、光路長OPLが以下の式によりめられる。Finally, the optical path length OPL is determined by the following formula.
OP 1− ” CopLo + COPL l 電 焦点図14を参照すれば 、本発明で考え出されたミラー表面の位置を計算する方法のフロー図が示されて いる。この計算のステップは、Xミラー角を計算し、。OP 1- ” CopLo + COPL l Electric focus diagram 14 If you refer to , a flow diagram of the method of calculating the position of the mirror surface conceived in the present invention is shown. There is. This calculation step calculates the X mirror angle;
Xミラーに対する垂線を計算し342、Yミラー角を計算し344、Yミラー表 面に対する垂線を計算する346゜ 図15を参照すれば、本発明で考え出された光路を通じて視野平面を跳ね返す方 法のフロー図が示されている。この方法は、全表面を走査し360、視点と表面 点の間の距離を計算し、距離を集積し364、光路を反射させ、屈折させる36 6゜Calculate the perpendicular to the X mirror 342, calculate the Y mirror angle 344, and create the Y mirror table. Calculate the perpendicular to the surface 346° Referring to FIG. 15, the method of bouncing the viewing plane through the optical path devised in the present invention A flow diagram of the law is shown. This method scans the entire surface 360 times, and Calculate distances between points, integrate distances 364, reflect and refract optical paths 36 6゜
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